package com.zf.arraystack;

public class Calculator {
    public static void main(String[] args) {
        String expression = "30+7*6-2*18";
        //数栈和符号栈
        ArrayStack2 numStack = new ArrayStack2(10);
        ArrayStack2 operStack = new ArrayStack2(10);
        //相关变量
        int index = 0;
        int num1 = 0;
        int num2 = 0;
        int oper = 0;
        int res = 0;
        char ch = ' '; // 保存扫描得到的char
        String keepNum = "";
        //扫描expression
        while (true){
            //依次得到expression 的每一个字符
            ch = expression.substring(index, index + 1).charAt(0);
            //判断ch是什么，然后做相应的处理
            if (operStack.isOper(ch)){
                //判断当前的符号栈是否为空
                if (!operStack.isEmpty()){
                    //如果符号栈有操作符，就进行比较,如果当前的操作符的优先级小于或者等于栈中的操作符,就需要从数栈中pop出两个数,
                    //在从符号栈中pop出一个符号，进行运算，将得到结果，入数栈，然后将当前的操作符入符号栈
                    if (operStack.priority(ch) <= operStack.priority(operStack.peek())){
                        num1 = numStack.pop();
                        num2 = numStack.pop();
                        oper = operStack.pop();
                        res = numStack.cal(num1, num2, oper);

                        //把运算的结果如数栈
                        numStack.push(res);
                        //然后将当前的操作符入符号栈
                        operStack.push(ch);
                    }else {
                        //如果当前的操作符的优先级大于栈中的操作符， 就直接入符号栈.
                        operStack.push(ch);
                    }
                }else {
                    //如果为空 直接入符号栈
                    operStack.push(ch);
                }
            }else {
                //如果是数，直接入数栈
                //分析思路
                //1. 当处理多位数时，不能发现是一个数就立即入栈，因为他可能是多位数
                //2. 在处理数，需要向expression的表达式的index 后再看一位,如果是数就进行扫描，如果是符号才入栈
                //3. 因此我们需要定义一个变量 字符串，用于拼接
//                numStack.push(ch - 48);
                keepNum += ch;

                //如果ch是最后一位，直接入栈
                if (index == expression.length() - 1){
                    numStack.push(Integer.parseInt(keepNum));
                }else {
                    //判断下一个字符是不是数字，如果是数字，就继续扫描，如果是运算符，则入栈
                    //注意是看后一位，不是index++
                    if (operStack.isOper(expression.substring(index + 1, index + 2).charAt(0))){
                        numStack.push(Integer.parseInt(keepNum));
                        keepNum = "";
                    }
                }

            }
            //让index + 1, 并判断是否扫描到expression最后.
            index++;
            if (index >= expression.length()) {
                break;
            }
        }
        //当表达式扫描完毕，就顺序的从 数栈和符号栈中pop出相应的数和符号，并运行.
        while(true) {
            //如果符号栈为空，则计算到最后的结果, 数栈中只有一个数字【结果】
            if(operStack.isEmpty()) {
                break;
            }
            num1 = numStack.pop();
            num2 = numStack.pop();
            oper = operStack.pop();
            res = numStack.cal(num1, num2, oper);
            numStack.push(res);//入栈
        }
        //将数栈的最后数，pop出，就是结果
        int res2 = numStack.pop();
        System.out.printf("表达式 %s = %d", expression, res2);

    }

}

class ArrayStack2{
    private int maxSize;
    private int[] stack;
    private int top = -1;

    public ArrayStack2(int maxSize) {
        this.maxSize = maxSize;
        stack = new int[this.maxSize];
    }

    public boolean isFull(){
        return top == maxSize - 1;
    }

    public boolean isEmpty(){
        return top == -1;
    }

    //入栈
    public void push(int value){
        //先判断栈的情况
        if (isFull()){
            System.out.println("栈满");
            return;
        }
        top++;
        stack[top] = value;
    }

    public int peek(){
        if (isEmpty()){
            throw new RuntimeException("栈空,没有数据");
        }
        return stack[top];
    }

    //出栈
    public int pop(){
        if (isEmpty()){
            throw new RuntimeException("栈空,没有数据");
        }
//        int value = stack[top];
//        top--;
//        return value;
        return stack[top--];
    }

    //遍历
    public void list(){
        if (isEmpty()){
            System.out.println("栈空,没有数据");
            return;
        }
        //从栈顶显示数据
        for (int i = top; i >= 0 ; i--) {
            System.out.printf("stack[%d]=%d\n",i,stack[i]);
        }
    }

    //返回运算符的优先级，优先级使用数字来表示
    public int priority(int oper){
        if (oper == '*' || oper == '/'){
            return 1;
        }else  if (oper == '+' || oper == '-'){
            return 0;
        }else {
            return -1;
        }
    }

    public boolean isOper(char val){
        return val == '+' || val =='-' || val =='*' || val =='/';
    }

    //计算
    public int cal(int num1, int num2, int oper){
        int res = 0;
        switch (oper){
            case '+':
                res = num1 + num2;
                break;
            case '-':
                res = num2 - num1;
                break;
            case '*':
                res = num1 * num2;
                break;
            case '/':
                res = num2 / num1;
                break;
            default:
                break;
        }
        return res;
    }
}
